Come funzionano gli elettrodi di grafite?

Parliamo di come funzionano gli elettrodi di grafite, del processo di produzione degli elettrodi di grafite e del perché è necessario sostituirli.
1. Come funzionano gli elettrodi di grafite?
Gli elettrodi sono parte integrante del coperchio del forno e sono assemblati in colonne. L'elettricità passa quindi attraverso gli elettrodi, formando un arco di calore intenso che fonde l'acciaio di scarto.
Durante la fase di fusione, gli elettrodi vengono spostati verso il basso sul materiale di scarto. Successivamente, si genera un arco elettrico tra l'elettrodo e il metallo. Per motivi di sicurezza, si utilizza una bassa tensione. Una volta che l'arco è protetto dagli elettrodi, la tensione viene aumentata per accelerare il processo di fusione.
2. processo di fabbricazione dell'elettrodo di grafite
L'elettrodo di grafite è composto principalmente da coke di petrolio e coke aghiforme, con l'aggiunta di bitume di carbone come legante. Il processo di produzione prevede calcinazione, miscelazione, impastamento, pressatura, tostatura, grafitizzazione e lavorazione meccanica. Il suo scopo è quello di scaricare energia elettrica sotto forma di arco elettrico in un forno ad arco elettrico. Il conduttore che riscalda e fonde la carica può essere suddiviso, in base al suo indice di qualità, in elettrodo di grafite a potenza comune, elettrodo di grafite ad alta potenza ed elettrodo di grafite ad altissima potenza.

3. Perché è necessario sostituire gli elettrodi di grafite?
Secondo il principio di consumo, esistono diverse ragioni per la sostituzione degli elettrodi di grafite.
• L'utilizzo finale: include la sublimazione del materiale grafitico causata dall'alta temperatura dell'arco e dalla perdita di reazione chimica tra l'elettrodo e l'acciaio fuso e la scoria. La velocità di sublimazione ad alta temperatura alla fine dipende principalmente dalla densità di corrente che attraversa l'elettrodo; è anche correlata al diametro del lato dell'elettrodo dopo l'ossidazione; il consumo finale è anche correlato all'inserimento o meno dell'elettrodo nell'acqua di acciaio per aumentare il carbonio.
• Ossidazione laterale: La composizione chimica dell'elettrodo è carbonio. Il carbonio si ossida a contatto con aria, vapore acqueo e anidride carbonica in determinate condizioni, e il grado di ossidazione del lato dell'elettrodo è correlato al tasso di ossidazione unitario e all'area esposta. Normalmente, l'ossidazione del lato dell'elettrodo rappresenta circa il 50% del consumo totale dell'elettrodo. Negli ultimi anni, al fine di migliorare la velocità di fusione del forno elettrico, è stata aumentata la frequenza di insufflazione di ossigeno, con conseguente aumento della perdita per ossidazione dell'elettrodo.
• Perdita residua: Quando l'elettrodo viene utilizzato continuamente in corrispondenza della giunzione tra l'elettrodo superiore e quello inferiore, una piccola sezione dell'elettrodo o della giunzione si distacca a causa dell'assottigliamento ossidativo del corpo o della penetrazione di crepe.
• Scrostamento e distacco della superficie: Risultato della scarsa resistenza agli shock termici dell'elettrodo stesso durante il processo di fusione. Include la rottura del corpo dell'elettrodo e la rottura del nipplo. La rottura dell'elettrodo è correlata alla qualità e alla lavorazione dell'elettrodo di grafite e del nipplo, nonché al processo di produzione dell'acciaio.